(57)【要約】【課題】電力を湯沸しに効率的に使用する。【解決手段】電力を用いて沸上げを行う電気給湯器の制御装置は、電気給湯器に対し、系統３０２の電力および蓄電池３０１の電力の一方が、駆動用の電力として供給されるように切替え制御する切替制御手段と、電気給湯器により沸かすべき所定湯量のうち、周囲温度に基づき、電気給湯器に系統電力が供給されるときに沸かすべき湯量の割合を指す系統割合と、電気給湯器に蓄電池の電力が供給されるときに沸かすべき湯量の割合を指す電池割合とを取得する手段と、を備える。【選択図】図１
2013007527.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力を用いて沸上げを行う電気給湯器の制御装置であって、
前記電気給湯器に対し、系統電力および蓄電池の電力の一方が、駆動用の電力として供給されるように切替え制御する切替制御手段と、
前記電気給湯器により沸かすべき所定湯量のうち、周囲温度に基づき、前記電気給湯器に前記系統電力が供給されるときに沸かすべき湯量の割合を指す系統割合と、前記電気給湯器に前記蓄電池の電力が供給されるときに沸かすべき湯量の割合を指す電池割合とを取得する手段と、を備え、
前記取得する手段は、前記周囲温度が高くなるほど前記系統割合が増加するように、前記系統割合および前記電池割合を取得する、制御装置。
【請求項２】
前記取得する手段は、
前記周囲温度が閾値温度以上を指すか否かを判別する手段と、
前記周囲温度が前記閾値温度以上を指すと判別した場合は、前記電気給湯器により沸かすべき湯量の全量を指すように、前記系統割合を取得する、請求項１に記載の制御装置。
【請求項３】
前記閾値温度は、前記電気給湯器により沸かした湯を貯えるタンクの放熱ロスと、前記蓄電池の充放電ロスとに従って決定される、請求項２に記載の制御装置。
【請求項４】
現在時間を計時するタイマを、さらに備え、
前記切替制御手段は、
前記タイマの計時時間が深夜電力時間帯を指示するとき、前記電気給湯器に対し、前記系統電力および前記蓄電池の電力のうち、前記系統電力が供給されるように切替え制御する、請求項１から３のいずれかに記載の制御装置。
【請求項５】
前記所定湯量を、前記電気給湯器により沸かされた湯量の使用量の履歴を指す履歴情報に基づき決定する手段を、さらに備える、請求項１から４のいずれかに記載の制御装置。
【請求項６】
電力を用いて沸上げを行う電気給湯器を備える給湯装置であって、
前記給湯装置は、
前記電気給湯器に対し、系統電力および蓄電池の電力の一方が、駆動用の電力として供給されるように切替え制御する切替制御手段と、
前記電気給湯器により沸かすべき所定湯量のうち、周囲温度に基づき、前記電気給湯器に前記系統電力が供給されるときに沸かすべき湯量の割合を指す系統割合と、前記電気給湯器に前記蓄電池の電力が供給されるときに沸かすべき湯量の割合を指す電池割合とを取得する手段と、を含み、
前記取得する手段は、前記周囲温度が高くなるほど前記系統割合が増加するように、前記系統割合および前記電池割合を取得する、給湯装置。
【請求項７】
電力を用いて沸上げを行う電気給湯器を、プロセッサを用いて制御する方法であって、
前記プロセッサが、前記電気給湯器に対し、系統電力および蓄電池の電力の一方が、駆動用の電力として供給されるように切替え制御するステップと、
前記プロセッサが、前記電気給湯器により沸かすべき所定湯量のうち、周囲温度に基づき、前記電気給湯器に前記系統電力が供給されるときに沸かすべき湯量の割合を指す系統割合と、前記電気給湯器に前記蓄電池の電力が供給されるときに沸かすべき湯量の割合を指す電池割合とを取得するステップと、を備え、
前記取得するステップでは、前記周囲温度が高くなるほど前記系統割合が増加するように、前記系統割合および前記電池割合を取得する、制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力を用いて沸き上げを行う電気給湯器の制御装置および給湯装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ヒートポンプ給湯器などの電気エネルギによる給湯器は、電気料金の安い深夜時間帯に一日に必要な湯量を全量沸上げることで、沸上げにかかるエネルギーコストを低コストにしている。しかし、深夜時間帯に全量沸上げて貯めておくため、貯湯タンクが大きくなることや、給湯使用時までに貯湯タンクからの放熱ロスが生じる課題がある。
【０００３】
この課題を解消するために、たとえば特許文献１が提案するヒートポンプ給湯器では、ヒートポンプユニットまたは、加熱された温水を循環させる温水ユニットのいずれかに蓄電池を備えることで、深夜電力を蓄電池に充電し、蓄電池の電力を深夜時間帯以外の沸上げに利用する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１９２４５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１のヒートポンプ給湯器によれば、貯湯時間が短くなるため放熱ロスを低減することができる。深夜以外の気温が比較的高い時間に沸上げるため沸上げ効率が向上する。また、深夜時間帯に全量沸上げを行う必要がなくなるため、貯湯タンクを小さくすることができる。
【０００６】
しかしながら、蓄電池には充放電によって２５〜１０％のエネルギーロスがあるため、気温が高く、タンクからの放熱が少ない場合は、蓄電池の充電電力による沸上げを行うと、深夜電力による沸上げよりも沸上げ効率が悪い場合がある。
【０００７】
本発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、その目的は、蓄電池に充電された電力を湯沸しに効率的に使用することのできる湯沸しのための制御装置および給湯装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明のある局面に従う、電力を用いて沸き上げを行う電気給湯器の制御装置は、電気給湯器に対し、系統電力および蓄電池の電力の一方が、駆動用の電力として供給されるように切替え制御する切替制御手段と、電気給湯器により沸かすべき所定湯量のうち、周囲温度に基づき、電気給湯器に系統電力が供給されるときに沸かすべき湯量の割合を指す系統割合と、電気給湯器に蓄電池の電力が供給されるときに沸かすべき湯量の割合を指す電池割合とを取得する手段と、を備える。
【０００９】
上述の取得する手段は、周囲温度が高くなるほど系統割合が増加するように、系統割合および電池割合を取得する。
【００１０】
好ましくは、上述の取得する手段は、周囲温度が閾値温度以上を指すか否かを判別する手段を有し、周囲温度が閾値温度以上を指すと判別した場合は、電気給湯器により沸かすべき湯量の全量を指すように、系統割合を取得する。
【００１１】
好ましくは、閾値温度は、電気給湯器により沸かした湯を貯えるタンクの放熱ロスと、蓄電池の充放電ロスとに従って決定される。
【００１２】
好ましくは、制御装置は、現在時間を計時するタイマを、さらに備え、切替制御手段は、タイマの計時時間が深夜電力時間帯を指示するとき、電気給湯器に対し、系統電力および蓄電池の電力のうち、系統電力が供給されるように切替え制御する。
【００１３】
好ましくは、制御装置は、所定湯量を、電気給湯器により沸かされた湯量の使用量の履歴を指す履歴情報に基づき決定する手段を、さらに備える。
【００１４】
この発明の他の局面に従うと、電力を用いて沸き上げを行う電気給湯器を備える給湯器が提供される。
【００１５】
給湯器は、電気給湯器に対し、系統電力および蓄電池の電力の一方が、駆動用の電力として供給されるように切替え制御する切替制御手段と、電気給湯器により沸かすべき所定湯量のうち、周囲温度に基づき、電気給湯器に系統電力が供給されるときに沸かすべき湯量の割合を指す系統割合と、電気給湯器に蓄電池の電力が供給されるときに沸かすべき湯量の割合を指す電池割合とを取得する手段と、を含み、取得する手段は、周囲温度が高くなるほど系統割合が増加するように、系統割合および電池割合を取得する。
【００１６】
この発明のさらに他の局面に従うと、電力を用いて沸き上げを行う電気給湯器を、プロセッサを用いて制御する方法であって、プロセッサが、電気給湯器に対し、系統電力および蓄電池の電力の一方が、駆動用の電力として供給されるように切替え制御するステップと、プロセッサが、電気給湯器により沸かすべき所定湯量のうち、周囲温度に基づき、電気給湯器に系統電力が供給されるときに沸かすべき湯量の割合を指す系統割合と、電気給湯器に蓄電池の電力が供給されるときに沸かすべき湯量の割合を指す電池割合とを取得するステップと、を備え、取得するステップでは、周囲温度が高くなるほど系統割合が増加するように、系統割合および電池割合を取得する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、蓄電池に充電された電力は湯沸しに効率的に使用される。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本実施の形態に係るヒートポンプ給湯装置の全体構成を示す図である。
【図２】本実施の形態に係るコントローラのハードウェア構成を表わすブロック図である。
【図３】本実施の形態に係るメモリの記憶内容の一例を示す図である。
【図４】本実施の形態に係る処理手順を示すフローチャートである。
【図５】本実施の形態に係るテーブルを説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さない。
【００２０】
なお、ここでは、電力を用いて沸き上げを行う電気給湯器としてヒートポンプ給湯装置を例示するが、これに限定されず、たとえば、ヒータ式による電気温水器であってもよい。
【００２１】
＜ヒートポンプ給湯装置の全体構成＞
図１を参照して、本実施の形態に係るヒートポンプ給湯装置１は、たとえば、住宅やオフィスに付属して設置される。
【００２２】
まず、本実施の形態に係るヒートポンプ給湯装置１の全体構成について説明する。図１は、本実施の形態に係るヒートポンプ給湯装置１の全体構成を示すイメージ図である。
【００２３】
図１を参照して、ヒートポンプ給湯装置１は、ヒートポンプユニット２１０と、タンクユニット２０１とを含む。ヒートポンプユニット２１０と、タンクユニット２０１とは、比較的に外気にさらされ易い場所に取り付けられると想定する。
【００２４】
ヒートポンプユニット２１０は、圧縮機２１１、凝縮器２１２、減圧のための膨張弁２１３、空気熱交換器２１４、およびそれらを連結する冷媒循環用の冷媒配管を含む冷凍サイクルによるヒートポンプ回路を有している。このヒートポンプ回路内では、たとえばＲ４１０Ａ、ＣＯ２などの冷媒が循環している。
【００２５】
圧縮機２１１は、後述するコントローラ１００からの指令に基づいて、運転周波数を変更する。すなわち、圧縮機２１１は、コントローラ１００からの指令に基づいて、冷媒の吐出速度を変更する。
【００２６】
空気熱交換器２１４は、冷媒と大気との熱交換を実行する。空気熱交換器２１４の近傍には送風ファン２１５が配置されている。送風ファン２１５は、空気熱交換器２１４内での、大気から冷媒への熱の移動（冷媒の吸熱）を促進する。
【００２７】
タンクユニット２０１は、湯を貯えるタンク２０２、循環ポンプ２０９、凝縮器２１２と熱交換する水熱交換器２１６、混合弁２０８、およびそれらを連結する冷温水配管を含む給湯回路を有している。水熱交換器２１６は、圧縮機２１１から吐出された高温冷媒（ホットガス）とタンクユニット２０１内を循環する水との熱交換を実行する。
【００２８】
タンクユニット２０１内を循環する水は、外部から、給水のための配管２０３とタンク２０２とを通って、ヒートポンプユニット２１０における水熱交換器２１６に達する。水は、水熱交換器２１６において冷媒から熱を奪うことによって温水となる。温水は、タンク２０２に戻り、タンク２０２に貯えられる。タンク２０２の温水は、給湯のための配管２０６から外部に供給される。
【００２９】
コントローラ１００は、圧縮機２１１、循環ポンプ２０９、送風ファン２１５などの動作を制御して、タンクユニット２０１内を循環する水の温度をコントロールしている。また、コントローラ１００は、外気温度を測定するための外気温度センサ１１１と、出水配管２０５からタンク２０２に出力される水の温度を測定するための出水温度センサ１１２と、タンク２０２を経由して入水配管２０４からヒートポンプユニット２１０に入力される水の温度を測定するための入水温度センサ１１３と、出水配管２０５から出力される水の量を測定するための出水量計１１５と、入水配管２０４から入力される水の量を測定するための入水量計１１４と、が接続される。また、コントローラ１００には、タンク２０２に関連して設けられたサーミスタなどの貯湯水位を検出するセンサ１１６が接続されて、センサ１１６からの検出信号を入力する。
【００３０】
さらに、コントローラ１００は切替部３０３を接続する。切替部３０３は、系統３０２（電力会社が提供する電力系統など）からの電力と、蓄電池３０１から出力される電力とを入力し、コントローラ１００からの切替信号に基づき、入力する電力の一方をヒートポンプユニット２１０に対し駆動用の電力として供給する。
【００３１】
蓄電池３０１は、昼間に太陽光発電装置３００によって発電された電力により充電されて、蓄えた電力を切替部３０３に出力する。また、蓄電池３０１は系統３０２からの電力により充電されるとしてもよい。
【００３２】
なお、蓄電池３０１および系統３０２の電力は、住宅またはオフィス内の図示のない各種の電気機器（家電）を駆動する電力としても用いられる。
【００３３】
＜コントローラ１００のハードウェア構成＞
本実施の形態に係るコントローラ１００のハードウェア構成の一態様について説明する。図２を参照して、コントローラ１００は、コンピュータの構成を有する。具体的には、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０、不揮発性メモリを含むメモリ１１、現在時間を計時するためのタイマ１２、液晶などのディスプレイに相当する表示部１４、およびボタンならびにキーなどからなる操作部１６を備える。表示部１４に関連して表示インターフェイス（表示Ｉ／Ｆ）１３および操作部１６に関連して入力インターフェイス（入力Ｉ／Ｆ）１５を備える。表示インターフェイス１３は、ＣＰＵ１０から入力する表示用データを用いて液晶デバイスなどを駆動する回路部などからなる。入力インターフェイス１５は、操作部１６の操作に基づく信号を入力し、入力信号に基づく操作内容を指す操作データをＣＰＵ１０に出力する。
【００３４】
コントローラ１００は、さらに、周辺回路部との通信のために、ヒートポンプユニット２１０の各部と信号・データを入出力するためのヒートポンプ側インターフェイス（ヒートポンプ側Ｉ／Ｆ）１７、タンクユニット２０１の各部と信号・データを入出力するためのタンクユニット側インターフェイス（タンクユニット側Ｉ／Ｆ）１８、切替部３０３と通信するための切替部側インターフェイス（切換部側Ｉ／Ｆ）１９、および各種のセンサと通信するためのセンサ側インターフェイス（センサ側Ｉ／Ｆ）２０を備える。
【００３５】
さらに、コントローラ１００は、図示のないインターネットなどの外部のネットワークと通信するための通信インターフェイス（通信Ｉ／Ｆ）２１を備える。
【００３６】
図２では、表示部１４および操作部１６は個別に示したが一体的に構成されてもよい。
メモリ１１は、各種のＲＡＭ（Random  Access  Memory）や、ＲＯＭ（Read-Only  Memory）や、ハードディスクなどによって実現される。たとえば、メモリ１１は、読取用のインターフェイスを介して利用される、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）メモリ、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact  Disc  -  Read  Only  Memory）、ＤＶＤ−ＲＯＭ（Digital  Versatile  Disk  -  Read  Only  Memory）、ＵＳＢ（Universal  Serial  Bus）メモリ、メモリカード、ＦＤ（Flexible  Disk）、ハードディスク、磁気テープ、カセットテープ、ＭＯ（Magnetic  Optical  Disc）、ＭＤ（Mini  Disc）、ＩＣ（Integrated  Circuit）カード（メモリカードを除く）、光カード、マスクＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ（Electronically  Erasable  Programmable  Read-Only  Memory）などの、不揮発的にプログラムを格納する媒体などによっても実現される。
【００３７】
メモリ１１は、ＣＰＵ１０によって実行される制御プログラム、および各種のデータをを記憶する。
【００３８】
本実施の形態では、ヒートポンプユニット２１０を用いて目標温度に温度にまで水温を上昇させて、その後の使用（給湯）のためにタンク２０２に貯えておく動作を、“沸上げ”と呼び、沸上げる水の量を“沸上げ量”と呼ぶ。
【００３９】
以上のように構成されたヒートポンプ給湯装置１において、沸上げによりタンク２０２に貯湯する場合（貯湯運転）について説明する。
【００４０】
タンク２０２に関連して設けられたサーミスタなどの貯湯水位を検出するセンサ１１６などでタンク２０２の目標温度である湯の量（残量という）を検出し、残量を指す検出信号をコントローラ１００に出力する。なお、センサ１１６には、ＣＰＵ１０から、目標温度の指示が与えられる。
【００４１】
コントローラ１００は、センサ１１６からの検出信号に基づく残量と目標量とを用いて、沸上げ量を取得する。取得した沸上げ量を沸かすことができるように、圧縮機２１１、送風ファン２１５および循環ポンプ２０９などを運転してタンク２０２に湯を貯める貯湯運転を開始する。
【００４２】
冷凍サイクルでは、図１に示されるように環状に接続された機器により水・冷媒・空気の間で熱交換が行われる。具体的には、圧縮機２１１で圧縮された冷媒は、水熱交換器（水−冷媒熱交換器）２１６で放熱して凝縮し、膨張（減圧）弁２１３に流入して膨張し、空気熱交換器（空気−冷媒熱交換器）２１４で送風ファン２１５にて送られた空気と熱交換して蒸発し、ガス冷媒となる。このガス冷媒は、圧縮機２１１に吸入されて再び圧縮される。タンクユニット２０１では、水熱交換器２１６で水を加熱して湯を生成し、この湯を貯湯側に切り換えられた三方弁（図示せず）を介してタンク２０２の上部から貯湯する。
【００４３】
貯湯運転中は、ＣＰＵ１０は、沸上げてタンク２０２に貯めた湯量を、出水流量計１１５と入水流量計１１２からの出力信号が示す流量を用いて検出する。または、センサ１１６からの出力信号に基づき、タンク２０２内に目標温度として貯えられた湯量を検出する。ＣＰＵ１０は、このようにして、目標温度としてタンク２０２に貯えられた湯量を判別することができる。ＣＰＵ１０は、判別した湯量が目標とする沸上げ量を指示したと判別すると、ヒートポンプユニット２１０に指令を送信し、圧縮機２１１、循環ポンプ２０９などを停止させる。これにより、貯湯運転を停止させる。
【００４４】
次に、タンク２０２の湯を図示のない蛇口を介して外部に供給する場合の給湯運転について説明する。なお、ここでは、説明を簡単にするために、給湯は蛇口を介して行われると想定するが、蛇口を用いた方法に限定されない。たとえば、一般的には風呂の湯はりには、電磁弁を制御することにより給湯が行われる。したがって、蛇口に代替して電磁弁制御による自動給湯の場合であっても、以下の給湯運転を適用することができる。また、蛇口と電磁弁制御の両方を組合わせた給湯であっても、以下の給湯運転を適用することができる。
【００４５】
蛇口は、配管２０６に連接されるたとえば、浴室・流し台の蛇口を想定することができる。蛇口の開閉を検出するためのセンサ（図示せず）の検出信号は、ＣＰＵ１０に与えられる。したがって、ＣＰＵ１０は、検出信号に基づき蛇口の開閉状態を判別することができる。
【００４６】
ユーザが蛇口を開けると、タンク２０２内の水圧が低下して、タンク２０２の下部から水がタンク２０２内に流入し、タンク２０２の上部から湯が押し出され、混合弁２０８により配管２０３Ａの入水側からの水と混合されることにより温度調整がされ、蛇口から出湯される。蛇口が閉じると、コントローラ１００は給湯運転を終了させる。
【００４７】
ここで、ヒートポンプユニット２１０の制御について説明する。ＣＰＵ１０は、タンクユニット２０１とのタンクユニット側インターフェイス１８を介して、タンクユニット２０１のコントローラ１２０から、ヒートポンプ給湯装置１から出湯されるべき水の温度（目標温度）を受け付ける。目標温度は、ユーザが操作部１６を介して入力するとしてもよい。
【００４８】
ＣＰＵ１０は、ヒートポンプ給湯装置１が起動されると圧縮機２１１の運転周波数を予め定められた起動周波数へと上昇させる。そして、循環ポンプ２０９を、目標温度と出水温度の偏差によって制御する場合、ＣＰＵ１０は、外気温度センサ１１１から取得する外気温度と、入水温度センサ１１３から取得する入水温度に基づいて、好ましい圧縮機２１１の運転周波数を計算する。なお、圧縮機２１１の運転周波数は、外気温度が低いほど高くなり、入水温度が低いほど高くなるものである。
【００４９】
ＣＰＵ１０は、圧縮機２１１の運転周波数が起動周波数に達すると、圧縮機２１１の運転周波数を目標周波数まで上昇させる。あるいは、ＣＰＵ１０は、外気温度と入水温度の少なくともいずれか、または、出水温度と目標温度の少なくともいずれかが変更されたときに、新たな外気温度と入水温度の少なくともいずれか、または出水温度と目標温度の少なくともいずれかに基づいて目標周波数を更新する。ＣＰＵ１０は、圧縮機２１１の運転周波数を現在の周波数（起動周波数を含む）から新たな目標周波数まで上昇させる。
【００５０】
本実施の形態においては、ＣＰＵ１０は、圧縮機２１１の運転周波数および循環ポンプ２０９の回転数を、目標量、目標温度、入水温度および出水温度などを用いて制御することにより、目標量に相当する目標温度の水量を、タンク２０２に貯めておくことができる。
【００５１】
＜メモリの記憶内容＞
図３を参照してメモリ１１に記憶されるデータについて説明する。図３を参照して、メモリ１１の不揮発性記憶領域には、ＣＰＵ１０によって実行される制御プログラムとともに、毎日の使用湯量を記録するための使用量テーブル５０および、ヒートポンプユニット２１０で沸上げるべき水の量を決定するために参照されるテーブル６０を記憶する。
【００５２】
ＣＰＵ１０は、毎日、使用量テーブル５０を作成しメモリ１１に格納する。ＣＰＵ１０は、タイマ１２からの時間データと、センサ側インターフェイス２０を介して入力する給湯量のデータとに基づき、各時間帯の給湯量を取得する。給湯量のデータは、蛇口に関連して設けられた流量計（図示せず）からの検出信号をＣＰＵ１０が入力することにより、給湯量を取得する。なお、蛇口と電磁弁制御の両方を組合わせた給湯が行われる場合には、蛇口と電磁弁の給湯量の合計が取得されることになる。
【００５３】
ＣＰＵ１０は、取得したこれらデータを、各時間帯５１に対応付けた給湯量５２のデータとして格納することにより使用量テーブル５０を作成する。なお、テーブル６０については後述する。
【００５４】
＜ヒートポンプ給湯装置１の運転制御の概要＞
ＣＰＵ１０は、使用量テーブル５０に基づく過去の給湯履歴情報と周囲温度から、タンク２０２の放熱ロスと蓄電池３０１の充放電ロスとを考慮して、系統３０２からの電力による沸上げ指令および蓄電池３０１からの電力による沸上げ指令を出力する。
【００５５】
具体的には、給湯履歴情報および周囲温度に基づいて、所定時間帯（深夜時間帯）での系統３０２からの電力による沸上げ量と、所定時間（例：午後１２：００）に蓄電池３０１からの電力による沸上げ量とを算出して、算出結果に応じて沸上げ指令をヒートポンプユニット２１０へ出力する。
【００５６】
ＣＰＵ１０は使用量テーブル５０の給湯履歴情報から、１日あたりの給湯使用量および午前中の給湯使用量を取得する。また、宅外の所定サーバコンピュータからの天気予報（明日の天気による気温）情報に基づいて周囲温度を取得し、周囲温度に基づき系統３０２による電力による沸上げ量と、蓄電池３０１からの電力による沸上げ量を算出する。
【００５７】
本実施の形態では、深夜電力時間帯（たとえば、午前１：００−６：００）に系統３０２から供給される電力を用いて湯を沸かし、タンク２０２に貯めて、他の時間帯では、蓄電池３０１からの電力を用いて沸上げてタンク２０２に貯めると想定する。
【００５８】
ここで、深夜時間帯に沸かした湯を給湯開始されるまでタンク２０２内に、ほぼ目標温度で貯めておくためには、タンク２０２の放熱ロスを考慮する必要がある。タンク２０２の放熱ロスは、周囲温度に依存して変動する。また、蓄電池３０１を有効に利用するには充放電ロスを考慮する必要がある。充放電ロスも周囲の温度に依存して変動する。
【００５９】
発明者の実験によれば、蓄電池３０１の充放電ロスが２０％およびタンク２０２の放熱ロスが２０％であれば、想定され得る翌日の使用湯量（目標量）の全量を、深夜時間帯の系統電力で沸上げた方が、蓄電池３０１の充電電力により沸上げるよりも、比較的低価格（深夜電力料金の時間帯）で効率良く（短時間のうちに）沸上げて、目標温度でタンク２０２に貯えておくことができるとの知見を得た。そして、この条件は、タンク２０２および蓄電池３０１の仕様が所定条件の下で、気温１５℃以上であれば成り立つとの知見も得た。
【００６０】
そこで、本実施の形態では閾値温度として１５℃を用いる。天気予報情報が示す翌日の気温（平均気温、または最低気温）が１５℃以上を指示する場合には、翌日の使用湯量（目標量）の全量を深夜電力時間帯において系統３０２からの供給電力を用いて沸かし、タンク２０２に貯めておくことにする。
【００６１】
なお、１５℃は一例にすぎず、蓄電池３０１およびタンク２０２の仕様などにより閾値温度は変動するであろう。
【００６２】
＜具体的な制御手順＞
図４には、本実施の形態に係る処理フローチャートが示される。図４の処理フローチャートに従うプログラムは、予めメモリ１１に格納されており、ＣＰＵ１０がメモリ１１から当該プログラムを読出し、その命令コードを実行することにより、図４に示される処理が実現される。なお、メモリ１１には、充分な件数の使用量テーブル５０が格納されていると想定する。
【００６３】
図４を参照して、ＣＰＵ１０は、タイマ１２からの時間データに基づき、時間が午前１２：００を指示するか否かを判定する（ステップＳ５）。指示しないと判定する間は（ステップＳ５でＮＯ）、ステップＳ５の処理が繰返される。
【００６４】
午前１２：００を指示すると判定すると（ステップＳ５でＹＥＳ）、ＣＰＵ１０は、通信インターフェイス２１およびネットワークを介して、外部のサーバコンピュータから天気予報情報を受信し、受信した天気予報情報から気温を示す温度情報を抽出する。ここでは、温度情報は、午前１２：００以降の、すなわち本日の平均気温の情報を指す（ステップＳ９）。
【００６５】
ＣＰＵ１０は、温度情報を用いて、ヒートポンプユニット２１０による沸上げ量を決定する（ステップＳ１３）。ここで、ＣＰＵ１０は、メモリ１１の使用量テーブル５０の給湯履歴情報に基づき、タンク２０２を介して蛇口から外部に供給される１日の給湯量の代表値（平均値、最頻値、最大値など）を算出する。そして、ＣＰＵ１０は、センサ１１６からの検出信号に基づき、タンク２０２内の目標温度の湯量である残量を取得する。そして、１日の給湯量の代表値から残量を差引くことにより、沸上げ量の目標値を取得する。
【００６６】
続いて、ＣＰＵ１０は、ステップＳ９で取得した温度情報が、上述の閾値温度である１５℃以上を指すか否かを判定する（ステップＳ１７）。１５℃以上を指すと判定すると（ステップＳ１７でＹＥＳ）、テーブル６０を検索して、検索結果に基づき、ステップＳ１３で決定された沸上げ量の全て（１００％）を、系統３０２からの供給電力を用いて沸かす（ステップＳ２１）。その後、処理は終了する。
【００６７】
ステップＳ２１では、ＣＰＵ１０は、タイマ１２の時間データに基づき深夜電力時間帯であると判定すると、切替指示を出力し、切替部３０３を系統３０２からの電力がヒートポンプユニット２１０に供給されるように制御する。また、ＣＰＵ１０は、深夜電力時間帯にヒートポンプユニット２１０に沸上げ指令を出力し、ステップＳ１３で決定した沸上げ量を目標温度にまで沸上げるように制御する。ヒートポンプユニット２１０は、沸上げ指令に従って上述の貯湯運転を行い、深夜電力時間帯において沸上げ量の全量をタンク２０２に貯湯する動作が完了する。
【００６８】
一方、温度情報は１５℃以上ではない、すなわち１５℃未満であると判定すると（ステップＳ１７でＮＯ）、ＣＰＵ１０は、本日の午前中の時間帯（すなわち、深夜電力時間帯は除く）で使用される給湯量を取得する（ステップＳ２５）。たとえば、午前中の使用量を、テーブル６０の検索結果に基づき、ステップＳ１３で決定した沸上げ量の５０％とする。決定方法はこれに限定されない。
【００６９】
なお、本実施の形態のタンク２０２は、午前の時間帯であれば放熱ロスがあるとしても目標温度で貯湯できる仕様を有しているものと想定する。
【００７０】
続いて、取得された午前中の使用量を、ステップＳ２１と同様に、深夜時間帯の系統３０２からの電力を用いて沸上げるようにヒートポンプユニット２１０が制御される（ステップＳ２９）。これにより、午前中の使用量を、目標温度にてタンク２０２に蓄えておくことができる。
【００７１】
続いて、ＣＰＵ１０は、タイマ１２からの時間データに基づき、午後に使用される湯量のための沸上げのための所定時刻（たとえば、午後１２時）になったか否かを判定する（ステップＳ３３）。
【００７２】
所定時刻を指示しないと判定する間は（ステップＳ３３でＮＯ）、ステップＳ３３の処理が繰返される。
【００７３】
一方、時間データが所定時刻を指示すると判定すると（ステップＳ３３でＹＥＳ）、ＣＰＵ１０は、ステップＳ１３で決定した１日分の沸上げ量から、ステップＳ２５で取得した午前中の使用量を差引いて、午後に使用される湯量を算出する（ステップＳ３７）。ここでは、テーブル６０の検索結果に従って、目標量の５０％となる。
【００７４】
ＣＰＵ１０は、算出した午後量を、蓄電池３０１からの供給電力を用いて沸上げるようにヒートポンプユニット２１０を制御する（ステップＳ４１）。その後、処理は終了する。
【００７５】
ステップＳ４１では、ＣＰＵ１０は、切替指示を出力し、切替部３０３を蓄電池３０１からの電力がヒートポンプユニット２１０に供給されるように制御する。また、ＣＰＵ１０は、ヒートポンプユニット２１０に沸上げ指令を出力し、ステップＳ３７で決定した午後量を目標温度まで沸上げるように制御する。この場合も、タンク２０２の残量を考慮して沸上げ量を決定するようにしてもよい。ヒートポンプユニット２１０は、沸上げ指令に従って上述の貯湯運転を行う。これにより、午後に使用される湯量のタンク２０２への貯湯が完了する。
【００７６】
図５には、テーブル６０の登録データの一例がグラフで示される。テーブル６０は、周囲温度に基づき、ステップＳ１３で取得した目標量のうち、系統３０２の電力が供給されるときに沸かすべき湯量の割合と、蓄電池３０２の電力が供給されるときに沸かすべき湯量の割合を決定するために、ＣＰＵ１０により参照される。
【００７７】
テーブル６０の登録データを示すグラフは、横軸にステップＳ９で取得される平均温度（℃）が取られて、縦軸に沸上げ量の割合（％）が示される。割合（％）は、ステップＳ１３で決定した沸上げ量の全量を１００％とした場合を示し、系統３０２の電力が供給されるときに沸かすべき湯量の割合を指す。
【００７８】
図５の（Ａ）では、周囲温度が閾値温度の１５℃未満である場合には、目標量のうち蓄電池３０１の電力を用いて５０％の水の量を沸上げ、残りの５０％の量を系統３０２からの深夜電力で沸上げることが示される。周囲温度が１５℃以上である場合には、蓄電池３０１の電力は用いずに系統３０２からの深夜電力を用いて目標量の全量（１００％）を沸上げることが指示される。
【００７９】
上述の実施の形態では、図５の（Ａ）のテーブル６０を参照したが、テーブル６０は図５の（Ａ）のパターンに限定されない。図５の（Ｂ）と（Ｃ）では、周囲温度が１５℃未満である場合には、周囲温度の上昇に従った増加関数によって、系統３０２からの供給電力を用いた沸上げ量が決定される。
【００８０】
具体的には、周囲温度が１５℃以上である場合には、図５の（Ａ）と同様に系統３０２からの深夜電力を用いて全量を沸上げることが指示される。１５℃未満である場合には、図５の（Ｂ）のように、周囲温度が高くなるにつれて段階的（ステップ状）に、段階的に、系統３０２の深夜電力を用いて沸上げる水の量を増やす（逆に言えば、蓄電池３０１を用いて沸上げる水の量を減らす）ように決定される。このような段階的な変化に代替して、図５の（Ｃ）に示されるように、所定の一次関数式に従って決定されてもよい。
【００８１】
本実施の形態によれば、ヒートポンプユニット２１０と蓄電池３０１を備えたシステムにおいて、給湯履歴情報と周囲温度の情報から、タンク２０２の放熱ロスと蓄電池３０１の充放電ロスを考慮して、ヒートポンプユニット２１０に対して、系統３０２の電力による沸上げ指令および蓄電池３０１の電力による沸き上げ指令を送信することでタンク２０２における放熱ロスを含むエネルギーロスを低減させることができる。
【００８２】
＜プログラムの変形例＞
上述の実施の形態に係る処理は、ＣＰＵ１０によって実行されるソフトウェアによって実現される。このようなソフトウェアは、メモリ１１に予め記憶されている場合がある。また、ソフトウェアは、記憶媒体に格納されて、プログラム製品として流通している場合もある。あるいは、ソフトウェアは、いわゆるインターネットに接続されている情報提供事業者によってダウンロード可能なプログラム製品として提供される場合もある。
【００８３】
このようなソフトウェアは、図示しない読取装置を利用することによってその記憶媒体から読み取られて、あるいは、通信インターフェイス２１を利用することによってネットワークからダウンロードされて、メモリ１１に一旦格納される。ＣＰＵ１０は、ソフトウェアを実行可能なプログラムの形式でメモリ１１に格納してから、当該プログラムを実行する。なお、記憶媒体およびプログラムは、コントローラ１００に係る記録媒体やプログラムと同様に実現され得る。
【００８４】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００８５】
１  ヒートポンプ給湯装置、１０  ＣＰＵ、１１  メモリ、１２  タイマ、５０  使用量テーブル、５１  時間帯、５２  給湯量、６０  テーブル、１００，１２０  コントローラ、１１１  外気温度センサ、１１２  出水温度センサ、１１３  入水温度センサ、１１４  入水量計、１１５  出水量計、１１６  センサ、２０１  タンクユニット、２０２  タンク、２１０  ヒートポンプユニット、３００  太陽光発電装置、３０１  蓄電池、３０２  系統、３０３  切替部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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